پایان نامه ارشد رایگان با موضوع طول موج و ساختار

1-3-1- آشکار ساز SAM :
آشکار سازهای APD از پدیده بهمنی استفاده میکنند و به همین دلیل دارای گین بالا و حساسیت زیاد می باشند. از این نمونه آشکار ساز SAM دارای ساختار زیر می باشد:
شکل(1-2). ساختار یک آشکارساز SAM. ]11[.
اولین ساختارهای APD به صورت PIN بود که برای اینکه αe و hα از هم فاصله داشته باشند در ناحیه جذب یک لایه به نام ناحیه multiplication قرار می دهند]11[.
1-3-2- آشکار ساز SAGM :
ساختار یک آشکار ساز SAGM در شکل زیر نمایش داده شده است:
شکل (1-3). ساختار آشکار ساز SAGM ]12[ .
میدان الکتریکی در نواحی p+ و n+ صفر می باشد و در ناحیه grading یکنواخت است و در ناحیه m کاهش می یابد]12[.
1-3-3- آشکار ساز SACM :
در ساختار این آشکار ساز یک لایه شارژ بین نواحی جذب و تکثیر تعبیه شده است تا توزیع میدان الکتریکی در ناحیه تکثیر یکنواخت گردد]13[.
شکل(1-4). ساختار آشکار ساز SACM ]13[ .
1-3-4- آشکار ساز SAGCM :
در این آشکار ساز نواحی تکثیر برای متمرکز کردن عمده میدان در این ناحیه ، شارژ برای افزایش میدان و grading برای از بین بردن سد پتانسیل بین نواحی جذب و تکثیر استفاده شده است]14[.
شکل (1-5). ساختار آشکار ساز SAGCM ]14[ .
1-3-5- آشکار ساز WG-SACM-APD :
این آشکار ساز که موضوع بحث این تحقیق می باشد دارای ساختاری به صورت زیر است:
شکل (1-6). ساختار آشکار ساز SACM-APD ]8[ .
در یک آشکار ساز با ساختار موجبری برای بدست آوردن گین بیشتر نواحی جذب و تکثیر به دو ناحیه مجزا تقسیم شده اند بنابراین جذب در یک لایه باریک و تکثیر در ناحیه عریض تر صورت می گیرد. برای افزایش مشخصه گین- پهنای باند یک میدان الکتریکی قوی باید به ناحیه تکثیر اعمال شود و این تنها با اضافه کردن یک لایه شارژ بین ناحیه جذب و تکثیر صورت می گیرد. از دو ناحیه grading بین ناحیه جذب و نواحی شارژ و p+ برای کاهش سطوح انرژی استفاده شده است]8[.
1-4- پارامترهای مهم در آشکار سازهای نوری بهمنی :
1-4-1- جذب توان نوری:
هنگامی که انرزی فوتون تابشی از گاف انرژی Eg بیشتر باشد جذب صورت می گیرد یعنی hc/λ>εg باشد. توان نور جذب شده با رابطه زیر بیان می شود]1[ :
P(x) = Pin (1- exp( -αs (λ)x)) (1-1)
که در این رابطه α ضریب جذب نیمه هادی، λ طول موج نور، Pin توان نور تابیده شده و P(x) توان نوری جذب شده در فاصله x نسبت به سطح آشکارساز است. پارامتر ضریب جذب نیمه هادی طبق رابطه ی زیر تابعی از Eg (انرژی عرض باند ) ماده می باشد]1[:
α(hν) = 2.64 x 105 nr-1 3/2 -1 (2-1)
در این رابطه nr ضریب شکست نیمه هادی، m*r جرم موثر الکترون، m0 جرم سکون الکترون و fcv پارامتری است که برای اغلب نیمه هادی های III-V تقریبا برابر 20 ev می باشد.